基于Giannakoopulou模型的MWCNT/GF/EP复合材料微波吸收性能研究

1

作者 文湘隆 陈凯 +2 位作者 廖思凡 宋春生 张锦光 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期10022-10029,共8页

探究了加入不同质量分数多壁碳纳米管的多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂复合材料在X波段的电磁波吸收性能,基于Giannakoopulou模型引入透波层,研究了吸波层和透波层两者的比例和分布状态对吸波材料整体的吸波性能影响。结果表明,加入多... 探究了加入不同质量分数多壁碳纳米管的多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂复合材料在X波段的电磁波吸收性能,基于Giannakoopulou模型引入透波层,研究了吸波层和透波层两者的比例和分布状态对吸波材料整体的吸波性能影响。结果表明,加入多壁碳纳米管质量分数为2%的多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂复合材料在厚度为3.0 mm时,最大反射损耗为-44.5 dB,有效吸收带宽为3.3 GHz(8.2~11.5 GHz);通过合理设计吸波层和透波层两者的比例和分布状态,得到具有不同有效吸收带宽和吸收损耗峰值的吸波材料,反射损耗峰值最高达到-62.1 dB,有效吸收带宽为3.1 GHz。 展开更多

关键词 多壁碳纳米管 玻璃纤维 环氧树脂 透波层 吸波性能

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基于黏弹性材料的高阻尼复合材料传动轴减振性能研究

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作者 文湘隆 何珍钟 +2 位作者 臧猛 宋春生 张锦光 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第6期87-94,共8页

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优异的综合性能,近年来已被广泛应用于各种主承力件和次承力件的制作。本文引入黏弹性高阻尼橡胶与CFRP结合设计了高阻尼复合材料传动轴,基于模态应变能法,利用数值分析研究了所设计的高阻尼复合材料传动轴... 碳纤维增强复合材料(CFRP)具有优异的综合性能,近年来已被广泛应用于各种主承力件和次承力件的制作。本文引入黏弹性高阻尼橡胶与CFRP结合设计了高阻尼复合材料传动轴,基于模态应变能法,利用数值分析研究了所设计的高阻尼复合材料传动轴、CFRP轴与金属轴的阻尼损耗因子,并通过自由振动试验验证了数值分析的结果。在船用传动轴系中易出现各类振动,本文搭建了船用传动轴系横向振动测试试验平台,比较了各组传动轴在不同工况下对横向振动的减振效果,并通过静态纵向振动试验研究了各组传动轴对纵向激励的响应差异。本研究对高阻尼复合材料传动轴的设计研发提供了参考。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 黏弹性橡胶 传动轴 减振

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含夹杂缺陷碳纤维复合材料层压板的无损检测与评估研究 被引量：5

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作者 胡业发 孟由 +2 位作者 张锦光 邓伟 徐胜风 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第2期94-100,共7页

针对复合材料无损检测与评估问题,本文采用超声相控阵探伤仪对预埋夹杂缺陷的碳纤维复合材料层压板试样进行定量定位检测,并利用小波包分析和神经网络对缺陷进行定性识别。首先,在层压板中埋入聚四氟乙烯薄膜、CFRP片和塑料纸制备夹杂... 针对复合材料无损检测与评估问题,本文采用超声相控阵探伤仪对预埋夹杂缺陷的碳纤维复合材料层压板试样进行定量定位检测,并利用小波包分析和神经网络对缺陷进行定性识别。首先,在层压板中埋入聚四氟乙烯薄膜、CFRP片和塑料纸制备夹杂缺陷试样;然后,对试样进行超声相控阵检测,对得到的B、C扫图像进行缺陷定量定位评估,对得到的A扫信号进行缺陷定性评估。结果表明:通过对B、C扫图像进行分析,能准确分辨出缺陷所在的位置、尺寸及形状。利用小波包分析和BP神经网络对聚四氟乙烯薄膜、CFRP片和塑料纸三种夹杂缺陷进行识别,正确率为90.9%,对CFRP片和塑料纸两种缺陷进行识别,正确率达到100%,为以后能快速、准确地识别更多种类的缺陷奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 夹杂缺陷 碳纤维复合材料 超声相控阵

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纤维增强复合材料叶轮对风机振动特性的影响研究 被引量：1

4

作者 张锦光 邓伟 +2 位作者 杨桢 邱浩 文湘隆 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第3期53-58,107,共7页

为探究不同材料叶轮对轴流风机振动特性的影响,通过研究不同铺层角度对纤维增强复合材料叶轮固有频率及阻尼比的影响,确定了叶轮铺层方案。计算了不同材料叶轮在额定工况下的安全裕度,结果表明纤维增强复合材料叶轮在运行过程中具有足... 为探究不同材料叶轮对轴流风机振动特性的影响,通过研究不同铺层角度对纤维增强复合材料叶轮固有频率及阻尼比的影响,确定了叶轮铺层方案。计算了不同材料叶轮在额定工况下的安全裕度,结果表明纤维增强复合材料叶轮在运行过程中具有足够的安全裕度。采用谐响应分析方法,对安装有铝合金材料叶轮及纤维增强复合材料叶轮的风机在额定转速下的振动响应进行了对比分析,并对同一风机在仅更换不同材料叶轮的前提下进行振动试验。仿真与试验结果均表明,与装备有铝合金材料叶轮的风机相比,装备有碳纤维增强复合材料叶轮的风机在低频段范围内结构振动加速度级降幅明显,在高频段结构振动加速度级幅值较大。装备有玻璃纤维增强复合材料叶轮的风机全频段的结构振动加速度级均有较大降幅,减振效果显著。 展开更多

关键词 轴流风机 纤维增强复合材料 振动试验 有限元分析

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环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料的电磁吸波性能 被引量：7

5

作者 文湘隆 廖思凡 +2 位作者 陈凯 宋春生 张锦光 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期126-131,共6页

为了制备具有一定电磁吸波性能的结构型吸波材料,采用喷涂法制备了负载石墨烯微粒的玻璃纤维预浸料,并通过热压罐成型工艺进行固化,制备了环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料。研究了石墨烯含量对吸波复合材料电磁性能、吸波性能和... 为了制备具有一定电磁吸波性能的结构型吸波材料,采用喷涂法制备了负载石墨烯微粒的玻璃纤维预浸料,并通过热压罐成型工艺进行固化,制备了环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料。研究了石墨烯含量对吸波复合材料电磁性能、吸波性能和力学性能的影响。通过三点弯曲测试结果可知,随着石墨烯含量的增加,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料的弯曲强度先增大后减小,弯曲弹性模量增大,但总体变化幅度较小。矢量网络分析仪测试结果表明,随着石墨烯含量的增加,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料的介电常数逐渐增大,磁导率几乎不变,介电损耗正切角值逐渐增大。分析反射损耗计算结果可知,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯吸波复合材料的吸波性能主要由复合材料的厚度和石墨烯含量决定,随着复合材料厚度的增大,反射损耗峰值逐渐朝低频移动;随着石墨烯含量的增加,复合材料的吸波性能逐渐增大。当石墨烯质量分数为2.5%、复合材料厚度为1.7mm时,环氧树脂/玻璃纤维/石墨烯复合材料具有最佳的吸波效果,此时反射损耗峰值为-11.8dB,有效带宽为1.45GHz。 展开更多

关键词 结构型吸收材料 石墨烯 玻璃纤维 介电常数 反射损耗

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四韧带手性夹芯结构的振动带隙特性研究

6

作者 张锦光 陈睿 +2 位作者 窦玉宽 鲁季坤 文湘隆 《复合材料科学与工程》 北大核心 2024年第12期54-61,共8页

本文为了衰减弹性波,提出了一种以四韧带手性结构为夹芯,碳纤维复合材料为面板的新型夹芯结构。首先,基于Bloch定理和COMSOL有限元软件,求解了四韧带手性结构的振动带隙;其次,分析了原胞节点填充材料以及几何参数对手性结构振动带隙的影... 本文为了衰减弹性波,提出了一种以四韧带手性结构为夹芯,碳纤维复合材料为面板的新型夹芯结构。首先,基于Bloch定理和COMSOL有限元软件,求解了四韧带手性结构的振动带隙;其次,分析了原胞节点填充材料以及几何参数对手性结构振动带隙的影响;再次,在频域上研究了四韧带手性夹芯结构内波的传输特性;最后,进行了四韧带手性夹芯结构振动传递衰减特性试验。研究表明:手性结构节点填充材料可以产生低频带隙;几何参数对带隙有很大的影响,通过调整几何参数可以使带隙处于低频区域;当振动频率处在带隙范围内时,手性结构具有良好的衰减特性。这些研究结果将对四韧带手性夹芯结构在工程中的应用起指导作用。 展开更多

关键词 四韧带手性结构 碳纤维复合材料 夹芯结构 振动带隙 几何参数

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基于Lamb波的CFRP层合板损伤类型检测和成像研究 被引量：2

7

作者 宋春生 李贤胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期63-70,共8页

采用数值分析方法对Lamb波两种不同的波模态传播特性进行分析,并利用其振动特性对CFRP(carbon fibre reinforced plastics)层合板中不同类型的损伤进行成像及识别。通过采用延时累加算法与缺陷概率检测重构算法相结合的成像算法对损伤... 采用数值分析方法对Lamb波两种不同的波模态传播特性进行分析,并利用其振动特性对CFRP(carbon fibre reinforced plastics)层合板中不同类型的损伤进行成像及识别。通过采用延时累加算法与缺陷概率检测重构算法相结合的成像算法对损伤进行成像研究。最后通过试验进行验证。研究表明:S0模态对于复合材料中的裂纹损伤更为敏感,而A0模态更适用于检测分层损伤;在实现Lamb波不同模态的单独激励后进行损伤检测成像,可根据损伤检测敏感性不同的特性对层合板中同时存在的损伤进行类型识别。成像结果表明所提出的方法能有效地检测出复合材料中存在的损伤并判断损伤类型。 展开更多

关键词 复合材料 LAMB波 损伤类型识别 成像检测

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起重机伸缩臂架CFRP轻量化材料的摩擦磨损试验研究

8

作者 徐胜风 胡业发 +3 位作者 张锦光 杨继 袁春辉 孟由 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第2期101-106,共6页

为探究碳纤维复合材料起重机臂架与传统钢材起重机臂架的摩擦磨损性能的差异性,通过试验方法测出这两种材料与PE聚乙烯、POM聚甲醛、MC尼龙和MCS尼龙四种常用的起重机滑块间的若干摩擦磨损性能参数。结果表明,碳纤维复合材料与四种滑块... 为探究碳纤维复合材料起重机臂架与传统钢材起重机臂架的摩擦磨损性能的差异性,通过试验方法测出这两种材料与PE聚乙烯、POM聚甲醛、MC尼龙和MCS尼龙四种常用的起重机滑块间的若干摩擦磨损性能参数。结果表明,碳纤维复合材料与四种滑块间的摩擦系数,摩擦系数的波动,动、静摩擦系数差都要小于以GCR15为代表的钢材,但是碳纤维复合材料的磨损率大于钢材,且为其两倍以上。 展开更多

关键词 滑块 碳纤维复合材料 摩擦系数 磨损率

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CFRP电机机座振动性能分析研究 被引量：1

9

作者 张锦光 李雄 +1 位作者 马磊 杨宏城 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第6期206-210,225,共6页

电机机座作为电机与基础直接相连的部分,在整个电动机结构中起着支撑铁芯、绕组、端盖等部件的作用,同时也是电机振动传递路径上的主要结构。针对电机运行时的减振需要,基于JW6314型三相异步电机铝合金机座的结构形式,设计新的CFRP机座... 电机机座作为电机与基础直接相连的部分,在整个电动机结构中起着支撑铁芯、绕组、端盖等部件的作用,同时也是电机振动传递路径上的主要结构。针对电机运行时的减振需要,基于JW6314型三相异步电机铝合金机座的结构形式,设计新的CFRP机座,并对其固有频率、阻尼性能进行分析研究,利用编写的MATLAB程序计算CFRP机座的前4阶阻尼比,最后进行模态实验。结果表明CFRP机座的固有频率和阻尼比比铝合金机座更高,所设计CFRP机座能有效降低电机运行时的振动。 展开更多

关键词 振动与波 电机机座 碳纤维复合材料 模态 阻尼性能

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连续玻璃纤维增强聚丙烯层合板非等温拉伸成型质量研究 被引量：2

10

作者 刘小锐 赵丰 +4 位作者 王秀梅 郭巍 毛华杰 闫宏旭 邓景文 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期58-62,共5页

采用自行设计的模具,对双层玻璃纤维增强聚丙烯(GFRTP)复合材料单向层合板进行了半球形非等温拉伸成型试验,结合显微观察等手段,就复合材料单向层合板预热温度、拉伸速率等对制件厚度分布、成型质量的影响进行了研究。结果表明,提高预... 采用自行设计的模具,对双层玻璃纤维增强聚丙烯(GFRTP)复合材料单向层合板进行了半球形非等温拉伸成型试验,结合显微观察等手段,就复合材料单向层合板预热温度、拉伸速率等对制件厚度分布、成型质量的影响进行了研究。结果表明,提高预热温度可导致制件变薄;提高拉伸速率可改善制件的表面质量,当拉伸速率超过150 mm/min时制件会产生拉裂和脱层的缺陷。 展开更多

关键词 玻璃纤维 聚丙烯 复合材料 层合板 半球形 非等温拉伸成型 拉伸速率

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光引发原位聚合聚丙烯酸酯树脂/玻纤预浸料的制备与研究 被引量：2

11

作者 刘传奇 王翔 王钧 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第7期31-35,共5页

热塑性复合材料具有较高的抗损性、抗冲击能力,因此得到了迅速发展,但是热塑性树脂基体与增强材料之间的浸渍问题严重阻碍了其推广。为了有效改善热塑性复合材料的界面性能,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体,... 热塑性复合材料具有较高的抗损性、抗冲击能力,因此得到了迅速发展,但是热塑性树脂基体与增强材料之间的浸渍问题严重阻碍了其推广。为了有效改善热塑性复合材料的界面性能,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体,以单向玻璃纤维为增强材料,采用紫外光引发为聚合条件进行原位聚合,制备了聚丙烯酸酯树脂/玻纤预浸料。通过热压法将预浸料制备成复合材料,对复合材料的热稳定性、树脂含量、力学性能和微观形貌进行了研究。实验结果表明:聚丙烯酸酯树脂的热分解温度随GMA含量的增加而增加;玻璃化转变温度随GMA含量的增加而降低;复合材料的弯曲强度和拉伸强度随GMA含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,并在GMA含量为20%时达到最大值,分别为861.4 MPa和780.9MPa;通过复合材料微观形貌的观察表明树脂和纤维结合紧密,达到了良好的浸渍效果。 展开更多

关键词 光引发聚合 原位聚合 聚丙烯酸酯树脂 热塑性预浸料

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预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架成型工艺研究

12

作者 王艳娟 丁国平 余熠 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第1期107-111,共5页

本文设计了一种预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架,以某铝合金受电弓上框架的形状和结构尺寸为参考,CFRP受电弓上框架采用全碳纤维复合材料,在保证装配尺寸不变的前提下,对结构进行了优化设计。同时结合复合材料成型工艺的特点,对其进行... 本文设计了一种预埋FBG传感器的CFRP受电弓上框架,以某铝合金受电弓上框架的形状和结构尺寸为参考,CFRP受电弓上框架采用全碳纤维复合材料,在保证装配尺寸不变的前提下,对结构进行了优化设计。同时结合复合材料成型工艺的特点,对其进行了铺层设计和成型工艺研究。为获取CFRP受电弓上框架在服役过程中的层间应变信息,根据其设计结构及铺层方案,在制作过程中预埋一定数量的FBG传感器,确定了FBG传感器的布局方式。并对CFRP受电弓上框架预埋FBG传感器的预埋方式和光纤引出保护方式进行研究,选择用塑料套管对表面引出的光纤进行保护,防止光纤损坏。 展开更多

关键词 CFRP受电弓上框架 预埋FBG传感器 成型工艺 光纤引出保护

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重卡悬架碳纤维复合材料多片簧的设计与试验研究

13

作者 王毅 胡业发 +4 位作者 王宝昆 伍水华 付凯 文湘隆 张锦光 《复合材料科学与工程》 2025年第8期118-124,共7页

本文将碳纤维增强复合材料(CFRP)引入重卡板簧的设计之中,提出一种CFRP多片簧结构。利用有限元仿真分析对CFRP多片簧的强度和刚度进行协调匹配设计,得出CFRP单片板簧的铺层角度为[0_(33)/±75]5,并通过台架试验对仿真模型进行优化,... 本文将碳纤维增强复合材料(CFRP)引入重卡板簧的设计之中,提出一种CFRP多片簧结构。利用有限元仿真分析对CFRP多片簧的强度和刚度进行协调匹配设计,得出CFRP单片板簧的铺层角度为[0_(33)/±75]5,并通过台架试验对仿真模型进行优化,利用ABAQUS软件建立优化后的有限元仿真模型,并通过CAE对CFRP多片簧在工作载荷、极限载荷和疲劳加载等工况下进行可靠性分析,预测CFRP多片簧的刚度和疲劳寿命,对CFRP多片簧试验件进行台架试验。结果表明,CFRP多片簧的质量为34.4 kg,减重45%以上,经历15万次的循环加载后,CFRP多片簧的刚度并未下降,且仍能承受20 t的载荷而不破坏。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 板簧 有限元仿真分析 台架试验

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CFRP层合周期结构的阻尼性能

14

作者 张锦光 刘海鑫 +2 位作者 窦玉宽 文湘隆 万萌 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期83-88,共6页

碳纤维复合材料(CFRP)层合周期结构由于具有优异的阻尼性能,适用于多种减振装置,但是,其刚度、阻尼等振动特性会受到铺层方式的周期变化、纤维的非连续性等因素的影响。针对CFRP层合周期结构的特点,设计了一种沿长度方向单周期包含两个... 碳纤维复合材料(CFRP)层合周期结构由于具有优异的阻尼性能,适用于多种减振装置,但是,其刚度、阻尼等振动特性会受到铺层方式的周期变化、纤维的非连续性等因素的影响。针对CFRP层合周期结构的特点,设计了一种沿长度方向单周期包含两个元胞的CFRP层合周期结构板,制备了相应试验件并进行了自由模态试验,研究该结构阻尼性能变化规律。实验结果表明,随着周期个数与元胞单元厚度占比的增加,一阶和二阶阻尼损耗因子逐渐变大,一阶和二阶弯曲固有频率逐渐下降;保持CFRP层合周期结构中一个元胞的铺层角度不变,随着另一个元胞铺层角度的增加,一阶、二阶阻尼损耗因子都呈现先增大后减小的趋势,一阶和二阶弯曲固有频率在铺层角度为15°时达到最大值,之后随着铺层角度的增加呈现出轻微上下波动的变化,并未出现较大波动。当CFRP层合周期结构板元胞单元厚度占比为50%、周期个数为4时,相比于传统的CFRP层合板,前两阶弯曲模态下的阻尼损耗因子分别提高19.59%和15.63%,通过三点弯曲试验测试结果得知,该结构弯曲刚度相比传统CFRP层合板降低18.21%。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 周期结构 阻尼 固有频率 刚度

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超声导波在CFRP层合板中的传播特性及仿真实现 被引量：3

15

作者 李俊 宋春生 +2 位作者 李民辉 刘雨 魏子航 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第5期12-20,77,共10页

本文采用数值和有限元仿真相结合的方法研究超声导波在复合材料层合板中的传播特性。首先理论分析波频散方程的建立过程,引入了复合材料中体波传播的差异性。然后对导波传播进行数值分析,最后建立有限元仿真模型,结合数值结果验证仿真... 本文采用数值和有限元仿真相结合的方法研究超声导波在复合材料层合板中的传播特性。首先理论分析波频散方程的建立过程,引入了复合材料中体波传播的差异性。然后对导波传播进行数值分析,最后建立有限元仿真模型,结合数值结果验证仿真模型的正确性和有效性。研究表明:慢度和偏斜角能很好地表征体波的传播特性;相比于其他铺层频散曲线,单向层合板对称模态波在纵波速度上方出现无频散区域;复合材料层合板中导波传播的相速度曲线和群速度曲线不一致,层合板均质刚度转换矩阵分量对波传播影响较大;数值和有限元相结合为导波在复合材料结构健康监测和无损检测领域的发展提供重要帮助。 展开更多

关键词 复合材料 导波 体波 频散曲线 群速度

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连续玻纤增强聚丙烯正交单向层合板热冲压成形工艺 被引量：1

16

作者 郭巍 赵丰 +2 位作者 毛华杰 闫宏旭 邓景文 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期47-53,共7页

利用自行设计的带有加热系统的半球模具在不同的成形工艺参数下对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料单向层合板进行热冲压成形实验,使用光学显微镜对实验制件的成形质量进行分析。结果表明,提高预热温度可以降低树脂黏度,从而降低成形所... 利用自行设计的带有加热系统的半球模具在不同的成形工艺参数下对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料单向层合板进行热冲压成形实验,使用光学显微镜对实验制件的成形质量进行分析。结果表明,提高预热温度可以降低树脂黏度,从而降低成形所需冲压力,提高冲压速度增大了成形所需冲压力。在相同的冲压速度下,预热200℃时,所得制件的厚度差最小。在相同的预热温度下,当冲压速度小于200 mm/min时,随着冲压速度的增大,所得制件的厚度差值逐渐减小。冲压过程中树脂流动不平衡往往伴随着制件的成形缺陷。本实验条件下,预热温度200℃,冲压速度150 mm/min时,可得到较好成形质量的制件。 展开更多

关键词 连续玻璃纤维增强热塑性复合材料 热冲压成形 半球模具 冲压速度

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钢玻复合船体结构中钢与玻璃钢螺栓连接接头形式分析 被引量：1

17

作者 徐双喜 佟哲 +2 位作者 董威 唐卫国 张浩 《船海工程》 北大核心 2021年第5期42-46,共5页

针对当前复合材料上层建筑与钢质主船体之间螺栓机械连接形式Π形接头和L形接头的强度较弱、易发生损坏的问题,从增强复合材料接头强度角度,提出一种加强L形接头,进行相应的拉伸试验和数值仿真计算,并将其与现有的Π形接头、L形接头进... 针对当前复合材料上层建筑与钢质主船体之间螺栓机械连接形式Π形接头和L形接头的强度较弱、易发生损坏的问题,从增强复合材料接头强度角度,提出一种加强L形接头,进行相应的拉伸试验和数值仿真计算,并将其与现有的Π形接头、L形接头进行对比,结果表明,加强L形接头的强度更好。 展开更多

关键词 复合材料 上层建筑 螺栓连接 连接接头 接头强度

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碳纤维胶接接头仿真插件的开发与试验验证 被引量：1

18

作者 张锦光 李弋文 +2 位作者 文湘隆 欧阳宇嘉 孟由 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第2期5-13,100,共10页

胶接是碳纤维复合材料(CFRP)传动轴与其他部件连接的最主要方式。由于胶接强度的不确定性,应用有限元软件研究胶层设计的合理性已成为一种普遍选择。首先研究了胶接接头的失效准则、胶接接头刚度平衡设计准则与剪切强度设计方法。同时,... 胶接是碳纤维复合材料(CFRP)传动轴与其他部件连接的最主要方式。由于胶接强度的不确定性,应用有限元软件研究胶层设计的合理性已成为一种普遍选择。首先研究了胶接接头的失效准则、胶接接头刚度平衡设计准则与剪切强度设计方法。同时,为了提高同类型CFRP-金属胶接接头有限元分析的效率,使用Python编程语言开发了基于ABAQUS有限元软件的参数优化插件。开发的参数优化插件提供了CFRP-金属胶接接头有限元分析的自动前后处理功能,实现了基于胶接接头刚度平衡设计准则与剪切强度设计方法的参数优化功能。最后通过试验验证了仿真插件的准确性和有效性。 展开更多

关键词 刚度平衡 二次开发 碳纤维 胶接接头 复合材料

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基于Kriging模型的FRP汽车储气罐结构参数优化 被引量：1

19

作者 郭巍 王星星 +3 位作者 吴敏 孟正华 周天平 谈兴旺 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期115-120,共6页

以FRP汽车储气罐为研究对象,首先,运用Abaqus软件对储气罐进行仿真分析,得到其在工作压力为1 MPa时的应力云图,并利用爆破试验验证了仿真分析的可靠性。然后,通过部分因子试验设计,从9个结构参数中筛选出了对罐体质量、应力和位移影响... 以FRP汽车储气罐为研究对象,首先,运用Abaqus软件对储气罐进行仿真分析,得到其在工作压力为1 MPa时的应力云图,并利用爆破试验验证了仿真分析的可靠性。然后,通过部分因子试验设计,从9个结构参数中筛选出了对罐体质量、应力和位移影响较为显著的4个结构参数,分别为碳纤维缠绕层数、碳纤维缠绕角度、玻璃纤维缠绕层数和玻璃纤维缠绕单层厚度。通过拉丁超立方抽样方法得到32组抽样数据,建立了结构参数与评价指标之间的Kriging代理模型。最后,利用GAPSO求得最优解。研究结果表明,在保证力学性能良好的前提下,储气罐的质量从最初的5.84 kg下降至4.98 kg,降低了14.7%,减重效果显著。 展开更多

关键词 汽车储气罐 结构参数优化 部分因子试验设计 Kriging代理模型 GAPSO

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FRP汽车储气罐缠绕参数对力学性能的影响

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作者 郭巍 黄浩 +2 位作者 苑大超 周天平 谈兴旺 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期53-59,共7页

在设计商用车所使用的FRP汽车储气罐时,通过选取不同的玻纤缠绕参数、碳纤缠绕参数和胶接接头参数,运用有限元分析探讨缠绕参数与力学性能之间的交互效应,为设计新型FRP汽车储气罐中相关参数的选取提供参考。结果表明:筒身的玻璃纤维以... 在设计商用车所使用的FRP汽车储气罐时,通过选取不同的玻纤缠绕参数、碳纤缠绕参数和胶接接头参数,运用有限元分析探讨缠绕参数与力学性能之间的交互效应,为设计新型FRP汽车储气罐中相关参数的选取提供参考。结果表明:筒身的玻璃纤维以及碳纤维缠绕层数推荐布置为4到6层,纤维的缠绕角以不同的缠绕次序交叉缠绕较佳;胶接接头中胶层厚度增加会减缓胶层损伤,但过厚会使得胶层的刚度下降,胶接长度推荐设置为40 mm。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 汽车储气罐 玻璃纤维 碳纤维

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